(57)【要約】  クラッドに入力した光がクラッド外に放出され易い光ファイバ、及び、これを用いたレーザ装置を提供することを目的とする。  光ファイバ５０は、コア５１と、コア５１を被覆するクラッド５２と、を備え、クラッド５２は、内周側から外周側に向かう方向にかけて、屈折率が増加する屈折率変化領域５６を有することを特徴とする。このように構成することで、クラッド５２に光が入力する場合においても、クラッド５２の屈折率変化領域５６に伝播した光は、クラッド５２の内周側から外周側に屈折して伝播する。従って、クラッド５２に入力した光は、クラッド５２外に放出され易い。
2011122306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、前記コアを被覆するクラッドと、を備え、
前記クラッドは、内周側から外周側に向かう方向にかけて、屈折率が増加する屈折率変化領域を有する
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
前記屈折率変化領域において、前記屈折率は、徐々に増加することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記屈折率変化領域において、前記屈折率は、段階的に増加することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記屈折率変化領域において、前記屈折率の径方向における単位長さあたりの変化量は、前記外周側よりも前記内周側の方が大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記クラッドの全ての領域が、前記屈折率変化領域とされることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光ファイバ。
【請求項６】
前記クラッドにおける前記コアと隣接する所定領域は、前記屈折率が一定とされることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光ファイバ。
【請求項７】
前記クラッドにおける前記所定領域以外の全ての領域が、前記屈折率変化領域とされることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ。
【請求項８】
少なくともクラッドの一方の端部の近傍における外周面の少なくとも一部が、前記クラッドの外周側の屈折率以上の屈折率を有する光放出部材で被覆されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光ファイバ。
【請求項９】
前記光放出部材は、熱変換部材に接続されていることを特徴とする請求項８に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光ファイバを備え、
前記光ファイバにより出力光が伝播される
ことを特徴とするレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ、及び、これを用いたレーザ装置に関し、更に詳しくは、クラッドに入力した光がクラッド外に放出され易い光ファイバ、及び、これを用いたレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ装置は、加工機、医療機器、測定器の分野等において用いられ、増幅用光ファイバにおいて増幅された光が出力されるものである。このようなファイバレーザ装置においては、増幅用光ファイバのコアから出力された出力光が、デリバリファイバのコアに入力されて、デリバリファイバにより所望の場所まで伝播されてから、出力される場合がある。【０００３】
しかし、デリバリファイバから出力された出力光が、被加工体等で反射して、デリバリファイバのクラッドに入力したり、デリバリファイバに入力する光の一部が、融着点における、コアの軸ずれ・角度折れ、モードフィールドの不整合、コア曲がり等により、デリバリファイバのクラッドに漏れる場合がある。この場合、クラッドに入力して伝播する光が、デリバリファイバの被覆層に吸収されて、被覆層が焼損するといった問題が生じることがある。【０００４】
下記特許文献１には、このようなクラッドに入力した光を光ファイバから放出するシステムが記載されている。このシステムにおいては、屈折率が負の温度係数であり、クラッドの屈折率に適合された部材を備え、この部材により光ファイバのクラッドの外周面が被覆されている。そして、クラッドに光が入力して伝播する場合に、この光は、この部材に伝播されて、クラッドから除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，３４９，５９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載のシステムは、クラッドからクラッドを被覆する部材に光を伝播するのに十分な長さを必要とする。特に光がクラッドの長手方向と平行近い方向に伝播する場合は、光をクラッド外に放出するために非常に長い距離が必要である。従って、このシステムにおいては、光がクラッドからこの部材に伝播され易くするために、光ファイバの一部が部材内において曲げられている。しかし、光ファイバを曲げると、光ファイバのコアを伝播する光が漏えい等により損失する虞がある。【０００７】
そこで、本発明は、クラッドに入力した光がクラッド外に放出され易い光ファイバ、及び、これを用いたレーザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の光ファイバは、コアと、前記コアを被覆するクラッドと、を備え、前記クラッドは、内周側から外周側に向かう方向にかけて、屈折率が増加する屈折率変化領域を有することを特徴とするものである。【０００９】
物体を伝播する光は、屈折率の低い方から屈折率の高い方に向かって屈折する性質がある。従って、このような光ファイバによれば、コアに入力される光の一部が、漏れ光としてクラッドに入力する場合や、コアから出力される光の一部が、反射光としてクラッドに入力する場合においても、クラッドの屈折率変化領域に伝播した光は、クラッドの内周側から外周側に屈折して伝播する。従って、クラッドに入力した光は、クラッド外に放出され易い。【００１０】
また、上記光ファイバにおける前記屈折率変化領域において、前記屈折率は、徐々に増加することが好ましい。【００１１】
このような光ファイバによれば、クラッドの屈折率変化領域において、光ファイバの径方向における屈折率差の急峻な変化がないため、屈折率変化領域に伝播した光がクラッド内周方向に反射することが殆どない。従って、クラッドの屈折率変化領域に伝播した光を効果的にクラッドの外へと放出させることができる。【００１２】
或いは、上記光ファイバにおける前記屈折率変化領域において、前記屈折率は、段階的に増加することがやはり好ましい。【００１３】
このような光ファイバによれば、光ファイバ用母材を作製する際、クラッドの屈折率変化領域となる部分において、内周側から外周側にかけて屈折率を変化させるドーパントの添加量を徐々に変動させながら細かく制御する必要が無いため、屈折率の制御が容易になり、クラッドが屈折率変化領域を有する光ファイバを容易に作製できる。【００１４】
また、上記光ファイバにおいて、前記屈折率変化領域において、前記屈折率の径方向における単位長さ当たりの変化量は、前記外周側よりも前記内周側の方が大きいことが好ましい。【００１５】
クラッドの内周側を伝播する光は、クラッドの外周側を伝播する光よりも、光ファイバの径方向により長い距離進まなければ、クラッド外に放出されない。そこで、このような光ファイバによれば、内周側を伝播する光を外周側を伝播する光よりも急峻に屈折させて、内周側を伝播する光をより短い距離でクラッド外に放出できる。従って、全体的としてより短い距離で、クラッドに入力した光をクラッド外に放出することができる。【００１６】
また、上記光ファイバにおいて、前記クラッドの全ての領域が、前記屈折率変化領域とされることが好ましい。【００１７】
このような光ファイバによれば、クラッドに入力した光を全て外周側に屈折させることができる。従って、クラッドに入力した光をより放出することができる。【００１８】
或いは、上記光ファイバにおいて、前記クラッドにおける前記コアと隣接する所定領域は、屈折率が一定とされることがやはり好ましい。【００１９】
このような光ファイバによれば、クラッドにおけるコアと隣接する領域の屈折率が一定であるため、コアを伝播する光が、クラッドの外周側に向かって引き寄せられて、クラッドに漏えいすることを防止することができる。【００２０】
さらに、上記光ファイバにおいて、前記クラッドにおける前記所定領域以外の全ての領域が、前記屈折率変化領域とされることが好ましい。【００２１】
このような光ファイバによれば、コアを伝播する光が、クラッドの外周側に向かって引き寄せられて、クラッドに漏えいすることを防止することができると共に、クラッドにおけるコアと隣接する所定領域以外に入力した光を全てクラッドの外周側に屈折させることができる。【００２２】
また、上記光ファイバにおいて、少なくともクラッドの一方の端部の近傍における外周面の少なくとも一部が、前記クラッドの外周側の屈折率以上の屈折率を有する光放出部材で被覆されていることが好ましい。【００２３】
このような光ファイバによれば、クラッドの一方の端部から入力した光が、この端部の近傍において、クラッドの外周面に伝播する場合に、この外周面に伝播した光は、クラッドから光放出部材に伝播し易い。従って、クラッドに入力した光をクラッド外により放出することができる。【００２４】
さらに、上記光ファイバにおいて、前記光放出部材は、熱変換部材に接続されていることがより好ましい。【００２５】
このような光ファイバによれば、光放出部材に伝播した光を熱変換部材に吸収させて熱に変換することが出来るので、空間に光が無駄に放出されることを抑制することができる。【００２６】
また、本発明のレーザ装置は、上記の光ファイバを備え、前記光ファイバにより出力光が伝播されることを特徴とするものである。【００２７】
このようなレーザ装置によれば、出力光を光ファイバにより伝播することができると共に、クラッドに漏れ光や反射光が入力する場合においても、この光を長い距離伝播させずに、クラッド外に放出することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、クラッドに入力した光がクラッド外に放出され易い光ファイバ、及び、これを用いたレーザ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【図２】図１の増幅用光ファイバの長手方向に垂直な断面の構造の様子を示す図である。
【図３】図１のデリバリファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図４】図１のデリバリファイバの出力端の様子を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るレーザ装置におけるデリバリファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るレーザ装置におけるデリバリファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る光ファイバ、及び、これを用いたレーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【００３２】
図１に示すように、レーザ装置１は、ファイバレーザ装置であり、種光を出力する種光源１０と、励起光を出力する励起光源２０と、種光と励起光とが入力する増幅用光ファイバ３０と、種光源１０及び励起光源２０と増幅用光ファイバ３０とを接続するコンバイナ４０と、増幅用光ファイバ３０に一端が接続されている光ファイバ（以下、デリバリファイバ）５０と、を主な構成として備える。
【００３３】
種光源１０は、例えば、レーザダイオードから成るレーザ光源や、ファブリペロー型やファイバリング型のファイバレーザ装置から構成されている。この種光源１０から出力される種光は、特に制限されるものではないが、例えば、波長が１０７０ｎｍのレーザ光とされる。また、種光源１０は、コア、及び、コアを被覆するクラッドから構成される種光伝播用ファイバ１５に接続されており、種光源１０から出力される種光は、種光伝播用ファイバ１５のコアを伝播する。種光伝播用ファイバ１５としては、例えば、シングルモードファイバが挙げられ、この場合、種光は種光伝播用ファイバ１５をシングルモード光として伝播する。
【００３４】
励起光源２０は、複数のレーザダイオード２１から構成され、上述のように種光の波長が１０７０ｎｍの場合、例えば、波長が９１５ｎｍの励起光を出力する。また、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１は、励起光伝播用ファイバ２２に接続されており、レーザダイオード２１から出力される励起光は、励起光伝播用ファイバ２２を伝播する。励起光伝播用ファイバ２２としては、例えば、マルチモードファイバが挙げられ、この場合、励起光は励起光伝播用ファイバ２２をマルチモード光として伝播する。
【００３５】
図２は、増幅用光ファイバ３０の長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図２に示すように、増幅用光ファイバ３０は、コア３１と、コア３１を被覆するクラッド３２と、クラッド３２を被覆する樹脂クラッド３３と、樹脂クラッド３３を被覆する被覆層３４とから構成される。クラッド３２の屈折率はコア３１の屈折率よりも低く、樹脂クラッド３３の屈折率はクラッド３２の屈折率よりもさらに低くされている。コア３１の直径は、例えば、１５μｍとされ、クラッド３２の外径は、例えば、４００μｍとされる。このような、コア３１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素、及び、励起光源２０から出力される励起光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の活性元素が添加された石英が挙げられる。このような活性元素としては、希土類元素が挙げられ、希土類元素としては、上記Ｙｂの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）等が挙げられる。また、クラッド３２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、樹脂クラッド３３を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられ、被覆層３４を構成する材料としては、例えば、樹脂クラッド３３を構成する樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００３６】
コンバイナ４０は、種光伝播用ファイバ１５及びそれぞれの励起光伝播用ファイバ２２と、増幅用光ファイバ３０とを接続している。具体的には、コンバイナ４０において、種光伝播用ファイバ１５のコアが、増幅用光ファイバ３０のコア３１に端面接続されている。さらにコンバイナ４０において、それぞれの励起光伝播用ファイバ２２のコアが、クラッド３２に端面接続されている。従って、種光源１０から出力される種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力され、励起光源２０から出力される励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力される。
【００３７】
図３は、図１のデリバリファイバ５０の長さ方向に垂直な断面の様子を示す図である。具体的には、図３の（Ａ）は、長さ方向に垂直な断面におけるデリバリファイバ５０の構造の様子を示し、図３の（Ｂ）は、デリバリファイバ５０の直径方向の屈折率の様子を示す図である。
【００３８】
図３の（Ａ）に示すように、デリバリファイバ５０は、コア５１と、コア５１を被覆するクラッド５２と、クラッド５２を被覆する被覆層５３とから構成される。コア５１の直径は、例えば、１５μｍとされ、クラッド５２の外径は、例えば、４００μｍとされる。
【００３９】
また、図３の（Ｂ）に示すように、クラッド５２の屈折率は、少なくとも内周側において、コア５１よりも低くされている。そして、本実施形態においては、断面におけるクラッド５２の全ての領域が、屈折率が変化する屈折率変化領域５６とされ、この屈折率変化領域５６において、クラッド５２の内周側から外周側に向かう方向にかけて、屈折率が徐々に増加しており、クラッド５２の径方向に対する屈折率を示す線が傾斜している。そして、この屈折率の径方向における単位長さ当たりの変化量は、屈折率変化領域５６の外周側よりも内周側の方が大きくされている。従って、屈折率は、内周側において大きく増加し、外周側において内周側よりも小さく増加する。また、被覆層５３の屈折率は、クラッド５２の外周側の屈折率よりも高くされている。
【００４０】
このような、デリバリファイバ５０のコア５１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素が添加された石英が挙げられる。そして、クラッド５２を構成する材料としては、例えば、内周側において、ドーパントが添加されておらず、内周側から外周側に向かうにつれて、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素の量が増加するよう添加される石英が挙げられる。また、被覆層５３を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００４１】
なお、このようなデリバリファイバ５０用の母材は、ＰＣＶＤ法やＶＡＤ法等により作製することができる。例えば、ＰＣＶＤ法により作製する場合、Ｇｅ等のドーパントが添加された屈折率の高い石英管の孔に、Ｇｅ等のドーパントを含む石英の原料ガスを流して、ドーパントが添加された石英を堆積させる。そして、内周側に向かうにつれて、ドーパントの量を徐々に減らして、最終的にはドーパントが添加されていない石英を堆積させる。こうして、デリバリファイバ５０用の母材のクラッド部分が完成する。その後、Ｇｅ等のドーパントが添加されたデリバリファイバ５０用の母材のコア部分と組み合わせて、コラプスすることで、デリバリファイバ５０用の母材を得る。そして、この母材を線引きして、被覆層５３を形成することでデリバリファイバ５０を得る。
【００４２】
また、このデリバリファイバ５０は、上述のように一端が増幅用光ファイバ３０に接続されており、入力端５８とされている。そして、図１に示すように他端には、何も接続されておらず、出力端５９とされている。図４は、デリバリファイバ５０の出力端５９の様子を示す図である。図４に示すように、出力端５９の近傍においては、被覆層５３が剥離されている。そして、クラッド５２の外周面の少なくとも一部が、光放出部材６１で被覆されており、光放出部材６１は、熱変換部材６２に接続されている。光放出部材６１は、クラッド５２の屈折率以上の屈折率を有する材料から構成されている。このような材料としては、例えば、高屈折率のシリコン樹脂等が挙げられる。また、熱変換部材６２は、光を熱に変換する部材であれば、特に限定されるわけではないが、放熱性に優れる部材であることが好ましく、例えばステンレス鋼等の金属から構成されている。
【００４３】
次にレーザ装置１の動作について説明する。
【００４４】
まず、種光源１０から種光が出力されると共に、励起光源２０から励起光が出力される。このとき種光源１０から出力される種光は、上述のように、例えば、波長が１０７０ｎｍとされる。種光源１０から出力された種光は、種光伝播用ファイバ１５のコアを伝播して、コンバイナ４０に入力する。
【００４５】
一方、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１から出力される励起光は、上述のように、例えば、波長が９１５ｎｍとされる。それぞれのレーザダイオード２１から出力された励起光は、励起光伝播用ファイバ２２を伝播しコンバイナ４０に入力する。
【００４６】
こうしてコンバイナ４０に入力した種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力して、コア３１を伝播する。一方、コンバイナ４０に入力した励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力して、クラッド３２を主に伝播する。
【００４７】
そして、増幅用光ファイバ３０において、励起光がコア３１を通過するときに、コア３１に添加されている活性元素に吸収されて、活性元素を励起する。励起された活性元素は、誘導放出を起こし、この誘導放出により種光が増幅されて、出力光として増幅用光ファイバ３０の他端３９から出力される。
【００４８】
そして、増幅用光ファイバ３０のコア３１から出力した出力光は、デリバリファイバ５０の入力端５８からコア５１に入力し、コア５１を伝播して、デリバリファイバ５０の出力端５９から出力される。
【００４９】
このとき、出力端５９から出力した出力光が被加工体等で反射して、図４の破線で示すようにクラッド５２に入力する場合がある。この場合、クラッド５２全体が、屈折率変化領域５６とされているため、クラッド５２に入力した反射光は、屈折率の高い方に向かって屈折する。すなわち、クラッド５２に入力した反射光は、クラッド５２の内周側から外周側に向かって屈折しながらクラッド５２を伝播する。そして、本実施形態においては、屈折率の径方向における単位長さ当たりの変化量が、屈折率変化領域５６の外周側よりも内周側の方が大きいため、クラッド５２の内周側に入力した反射光は、図４に示すように外周側に入力した反射光よりも急峻に屈折して、外周側に向かって伝播する。そして、クラッド５２の外周面に到達した反射光は、光放出部材６１に放出されて、熱変換部材６２により熱に変換されて消滅する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態のレーザ装置１によれば、コア５１から出力される光の一部が、反射光としてクラッド５２に入力する場合においても、反射光は、クラッド５２の内周側から外周側に屈折して伝播する。従って、クラッド５２に入力した光は、クラッド５２外に放出され易く、クラッド５２に入力した反射光を長い距離伝播させずに、クラッド５２の外に放出することができる。
【００５１】
また、屈折率は、内周側から外周側に向かって徐々に増加するため、屈折率変化領域５６において、デリバリファイバ５０の径方向における屈折率差の急峻な変化がないため、屈折率変化領域５６に伝播した光がクラッド５２の内周方向に反射することが殆どない。従って、屈折率変化領域５６に伝播した光を効果的にクラッド５２の外へと放出させることができる。
【００５２】
また、本実施形態のレーザ装置１においては、デリバリファイバ５０のクラッド５２全体が屈折率変化領域５６とされるため、クラッドに入力した反射光を全て外周側に屈折させることができる。
【００５３】
さらに、屈折率変化領域５６は、屈折率の径方向における単位長さ当たりの変化量が、外周側よりも内周側の方が大きいため、クラッドの内周側を伝播する反射光を外周側と伝播する反射光よりも急峻に屈折させることができ、全体的により短い距離で、光をクラッド外に放出することができる。
【００５４】
なお、本実施形態においては、出力端５９において反射して、この反射光がクラッド５２に入力する場合であっても、被加工体等で反射してクラッド５２に入力する反射光と同様に、クラッド５２の外に放出することができる。
【００５５】
さらに、本実施形態においては、入力端５８において、増幅用光ファイバ３０から入力する光の一部が、融着点における、コアの軸ずれ・角度折れ、モードフィールドの不整合、コア曲がり等により漏えいして、漏れ光としてクラッド５２に入力する場合においても、漏れ光は、クラッド５２の内周側から外周側に屈折して伝播する。従って、クラッド５２に入力した漏れ光を長い距離伝播させずに、クラッド５２の外に放出することができる。従って、クラッド５２の入力端の近傍においても、被覆層５３が剥離され、クラッド５２の外周面の少なくとも一部が、出力端５９に設けられた光放出部材６１と同様の光放出部材で被覆されて、光放出部材が熱変換部材に接続されていることが好ましい。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図５は、本発明の第２実施形態に係るレーザ装置におけるデリバリファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。具体的には、図５の（Ａ）は、長さ方向に垂直な断面におけるデリバリファイバ５０の構造の様子を示し、図５の（Ｂ）は、デリバリファイバ５０の直径方向の屈折率の様子を示す図である。
【００５７】
図５に示すように、本実施形態のレーザ装置は、デリバリファイバ５０のクラッド５２において、コア５１と隣接する所定領域５５の屈折率が一定とされ、この所定領域５５以外の全ての領域が、屈折率変化領域５６とされる点において、第１実施形態のレーザ装置と異なる。
【００５８】
本実施形態のレーザ装置によれば、クラッド５２におけるコア３１と隣接する所定領域５５の屈折率が一定であるため、コア５１を伝播する光が、クラッド５２の外周側に向かって引き寄せられて、クラッド５２に漏えいすることを防止することができる。
【００５９】
従って、この所定領域５５の直径は、コア５１を伝播する光のモードフィールド径の２．５倍程度以上の大きさであることが、コア５１を伝播する光が、クラッド５２に漏えいすることをより防止する観点から好ましい。
【００６０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図６は、本発明の第３実施形態に係るレーザ装置におけるデリバリファイバの長手方向に垂直な断面の様子を示す図である。具体的には、図６の（Ａ）は、長さ方向に垂直な断面におけるデリバリファイバ５０の構造の様子を示し、図６の（Ｂ）は、デリバリファイバ５０の直径方向の屈折率の様子を示す図である。
【００６１】
図６に示すように、本実施形態のレーザ装置は、デリバリファイバ５０のクラッド５２が全て屈折率変化領域５６とされ、屈折率が、クラッド５２の内周側から外周側に向かう方向にかけて、段階的に増加しており、クラッド５２の径方向に対する屈折率を示す線が階段状とされている点において、第１実施形態のレーザ装置と異なる。また、この屈折率の段階的な変化の量は、それぞれの段階の境界において、一定とされることが好ましい。つまり、それぞれの段階の境界における屈折率差が、各境界で一定とされることが好ましい。このように構成することで、屈折率差が大きくなる境界をなくし、屈折率が変化する各段階の境界において、光がクラッド５２の外周側から内周側に反射することが抑制される。
【００６２】
本実施形態のレーザ装置によれば、デリバリファイバ５０用の母材を作製する際、屈折率変化領域５６となる部分において、内周側から外周側にかけて屈折率を変化させるドーパントの添加量を徐々に変動させながら細かく制御する必要が無いため、屈折率の制御が容易になり、クラッド５２が屈折率変化領域５６を有するデリバリファイバ５０を容易に作製できる。
【００６３】
以上、本発明について、第１〜第３実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６４】
例えば、第１〜第３実施形態において、デリバリファイバ５０全体が、本発明の光ファイバである例で説明をしたが、本発明はこれに限らない。例えば、被加工物からの反射戻り光のみを除去する目的の場合には、第１実施形態のデリバリファイバ５０の代わりに、クラッドの径方向の屈折率が一様である通常の光ファイバを用いて、このデリバリファイバの先端に本発明の光ファイバを接続しても良い。このときデリバリファイバに接続される本発明の光ファイバは、数ｃｍ程度とされる。このような構成にすることにより、本発明の様な特殊な光ファイバを長く使用することが防止でき、安価にレーザ装置を作ることができる。
【００６５】
また、第１実施形態〜第３実施形態において、レーザ装置をファイバレーザ装置を例に説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、固体レーザ装置のデリバリファイバとして、デリバリファイバ５０を用いても良い。
【００６６】
また、上記実施形態においては、デリバリファイバ５０から出力光が出力されるとしたが、例えば、デリバリファイバの出力端に出力光の直径を拡大させるガラスロッド等から成るエンドキャップを配置しても良い。この場合においても、出力光が反射してエンドキャップから入射しても、本発明の光ファイバにより、クラッドに入力した光は、クラッド外に放出される。
【００６７】
また、第１〜第３実施形態において、被覆層５３は必ずしも必要ではなく、更に、光放出部材６１や熱変換部材６２は必ずしも必要ではない。この場合においてもクラッド５２に入力した光をクラッド外に素早く放出することができる。
【００６８】
また、第１、第３実施形態においては、クラッド５２の全ての領域が屈折率変化領域５６とされたが、必ずしもクラッド５２の全ての領域が屈折率変化領域である必要はない。
【００６９】
また、第３実施形態において、第２実施形態の様に、コア５１と隣接する所定領域の屈折率が一定とされても良い。この場合においても、この所定領域の直径は、コア５１を伝播する光のモードフィールド径の２．５倍程度以上の大きさであることが、コア５１を伝播する光が、クラッド５２に漏えいすることをより防止する観点から好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明によれば、クラッドに入力した光がクラッド外に放出され易い光ファイバ、及び、これを用いたレーザ装置が提供される。
【符号の説明】
【００７１】
１・・・レーザ装置
１０・・・種光源
１５・・・種光伝播用ファイバ
２０・・・励起光源
２１・・・レーザダイオード
２２・・・励起光伝播用ファイバ
３０・・・増幅用光ファイバ
３１・・・コア
３２・・・クラッド
３３・・・樹脂クラッド
３４・・・被覆層
４０・・・コンバイナ
５０・・・デリバリファイバ（光ファイバ）
５１・・・コア
５２・・・クラッド
５３・・・被覆層
５６・・・屈折率変化領域
６１・・・光放出部材
６２・・・熱変換部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月25日(2013.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、前記コアを被覆するクラッドと、を備え、
前記クラッドは、内周側から外周側に向かう方向にかけて、屈折率が増加する屈折率変化領域を有し、
前記屈折率変化領域において、前記屈折率の径方向における単位長さあたりの変化量は、前記外周側よりも前記内周側の方が大きい
ことを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
前記屈折率変化領域において、前記屈折率は、徐々に増加することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記屈折率変化領域において、前記屈折率は、段階的に増加することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記クラッドの全ての領域が、前記屈折率変化領域とされることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記クラッドにおける前記コアと隣接する所定領域は、前記屈折率が一定とされることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
【請求項６】
前記クラッドにおける前記所定領域以外の全ての領域が、前記屈折率変化領域とされることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ。
【請求項７】
少なくともクラッドの一方の端部の近傍における外周面の少なくとも一部が、前記クラッドの外周側の屈折率以上の屈折率を有する光放出部材で被覆されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光ファイバ。
【請求項８】
前記光放出部材は、熱変換部材に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の光ファイバ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光ファイバを備え、
前記光ファイバにより出力光が伝播される
ことを特徴とするレーザ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の光ファイバは、コアと、前記コアを被覆するクラッドと、を備え、前記クラッドは、内周側から外周側に向かう方向にかけて、屈折率が増加する屈折率変化領域を有し、前記屈折率変化領域において、前記屈折率の径方向における単位長さあたりの変化量は、前記外周側よりも前記内周側の方が大きいことを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
物体を伝播する光は、屈折率の低い方から屈折率の高い方に向かって屈折する性質がある。従って、このような光ファイバによれば、コアに入力される光の一部が、漏れ光としてクラッドに入力する場合や、コアから出力される光の一部が、反射光としてクラッドに入力する場合においても、クラッドの屈折率変化領域に伝播した光は、クラッドの内周側から外周側に屈折して伝播する。従って、クラッドに入力した光は、クラッド外に放出され易い。
また、クラッドの内周側を伝播する光は、クラッドの外周側を伝播する光よりも、光ファイバの径方向により長い距離進まなければ、クラッド外に放出されない。そこで、このような光ファイバによれば、内周側を伝播する光を外周側を伝播する光よりも急峻に屈折させて、内周側を伝播する光をより短い距離でクラッド外に放出できる。従って、全体的としてより短い距離で、クラッドに入力した光をクラッド外に放出することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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